Importance écologique des fronts glaciaires dans le paysage arctique : étude de cas de la mouette tridactyle « Rissa tridactyla » nichant au Svalbard

Bertrand, Philip (2022). Importance écologique des fronts glaciaires dans le paysage arctique : étude de cas de la mouette tridactyle « Rissa tridactyla » nichant au Svalbard. Thèse. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 162 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : La température en Arctique augmente près de deux fois plus rapidement que la moyenne globale. Cette augmentation modifie les propriétés de la cryosphère en diminuant sa surface, son épaisseur et en modifiant sa phénologie. En affectant des processus clés comme la régulation de la production primaire et le transfert d'énergie aux niveaux trophiques supérieurs, le déclin de la cryosphère marine pourrait avoir des effets importants sur les réseaux trophiques arctiques. L'effet de ce déclin sur la distribution des ressources alimentaires pour la faune est toutefois hétérogène dans le paysage marin arctique. Par exemple, l'augmentation des températures a favorisé la décharge des glaciers dans la mer. Cette décharge favorise la formation d'un panache, qui entraîne les masses d'eaux de différentes profondeurs à la surface, rendant ainsi certaines proies plus accessibles aux prédateurs. Les fronts glaciaires sont donc potentiellement des sites d'alimentation pouvant limiter, du moins à court terme, les effets négatifs du réchauffement sur la faune arctique. Malgré l'accumulation d'évidences indiquant que les fronts glaciaires sont utilisés par plusieurs espèces de prédateurs arctiques, les bénéfices et les contraintes liés à leur utilisation restent très peu documentés. Ce projet de doctorat a pour objectif général de mieux comprendre la valeur écologique des fronts glaciaires comme haut lieu d'alimentation pour les oiseaux marins coloniaux en utilisant, entre autres, le cadre théorique de l'approvisionnement optimal. Le projet a comme sujet d'étude une population de mouette tridactyle Rissa tridactyla se reproduisant dans le fjord glaciaire de Kongsfjorden (79ºN, 12ºE) dans l'archipel du Svalbard. Plus spécifiquement, ce travail vise à : 1) Décrire la variation d'utilisation des fronts glaciaires par les individus en fonction du temps (variation temporelle) et de la position des fronts glaciaires dans l'espace (variation spatiale) ; 2) Identifier les conditions environnementales locales et régionales susceptibles de moduler l'utilisation et la profitabilité des fronts glaciaires comme site d'alimentation ; 3) Relier l'utilisation de l'espace et la condition corporelle des individus reproducteurs. Ce projet met en lumière l'importante variation interannuelle de l'utilisation des fronts glaciaires par la mouette tridactyle (Chapitre 2). À l'échelle annuelle, nos observations indiquent que la décharge sous-glaciaire et l'abondance en biomasse zooplanctonique dans le fjord peuvent influencer l'utilisation des fronts glaciaires par les oiseaux. Nos travaux indiquent toutefois que ces effets sont complexes et potentiellement non linéaires. Nous offrons donc un cadre de réflexion qui devrait faciliter la compréhension de l'effet des conditions environnementales sur la profitabilité relative des fronts en comparaison aux parcelles alternatives disponibles dans le paysage marin. Nos résultats suggèrent également une forte variation spatiale dans l'utilisation des fronts, modulée en partie par la distance entre ces derniers et les colonies de mouettes (Chapitre 3). Il est intéressant de noter que l'utilisation différentielle des fronts par les individus mène à une ségrégation spatiale des colonies, bien que ces dernières ne soient séparées en moyenne que de 7 km. Corroborant les résultats du Chapitre 2, les résultats du Chapitre 4 indiquent que l'intensité d'utilisation par les individus de parcelles situées près des colonies (incluant les fronts glaciaires) varie annuellement. L'utilisation de parcelles situées loin des colonies semble plus avantageuse pour les adultes reproducteurs afin de maintenir ou d'améliorer leur condition corporelle, mais ce phénomène est possiblement relié à la faible disponibilité de ressources à proximité des colonies certaines années. Les fronts glaciaires de Kongsfjorden favorisent l'agrégation des mouettes nicheuses et structurent leurs mouvements, ce qui souligne l'importance écologique des fronts pour ce prédateur arctique de surface. Cependant, la profitabilité relative des fronts ne semble as constante dans le temps et leur degré d'utilisation peut varier en fonction des conditions environnementales et des besoins énergétiques des consommateurs pendant la saison de reproduction. -- Mot(s) clé(s) en français : Front glaciaire, profitabilité, mouvement, prévisibilité, mouette tridactyle. --
ABSTRACT : The temperature in the Arctic is increasing almost twice as fast as the global average. This increase is changing the properties of the cryosphere, decreasing its surface, thickness, and phenology. By affecting key processes such as the regulation of primary productivity and energy transfers to higher trophic levels, the decline of the marine cryosphere could have profound effects on Arctic food webs. The effect of this decline on resource distribution is however highly heterogeneous across the seascape. For example, temperature increase in the Arctic has increased the melting of tidewater glaciers, favouring their discharge into the sea. This discharge favours the formation of a plume, which drags water masses from different depths to the surface, making prey more readily available to predators. Glacier fronts there-fore constitute potential foraging habitat that may alleviate, at least in the short term, the negative effects of warming on arctic predators. Despite accumulating evidence suggesting that glacier fronts are used by several species, the benefits and constraints of their use by arctic predators remain poorly documented. The overall goal of this Ph.D. project is to bet-ter understand the ecological value of glacier fronts as foraging hotspots for colonial sea-birds using, among others, the theoretical framework of optimal foraging. The project fo-cuses specifically on a breeding population of black-legged kittiwake Rissa tridactyla in Kongsfjorden (79ºN, 12ºE), a glacial fjord of the Svalbard Archipelago. More specifically, this work aims to : 1) Describe the variation in the use of glacial fronts by individuals as a function of time (temporal variation) and the position of glacier fronts in space (spatial variation); 2) Identify local and regional environmental conditions that may modulate the use and profitability of glacier fronts as foraging habitats; 3) Link space use with individual body condition. Our project highlights strong interannual variation in kittiwake use of glacier fronts, which may be partly modulated by complex and potentially non-linear effects of subglacial dis-charge level and zooplankton biomass abundance in the fjord (Chapter 2). Although we could not disentangle such effects using our observations, we nonetheless propose a frame-work that should help understand the effect of environmental conditions on the relative profitability of glacier fronts compared to alternative foraging patches available in the sea-scape. Our results also suggest strong spatial variation in the use of the fronts, modulated partly by the distance separating these foraging sites from kittiwake colonies (Chapter 3). Interestingly, we found that differential use of the fronts by individuals leads to spatial segregation among colonies, despite being only 7 km apart on average. Corroborating the results of Chapter 2, results in Chapter 4 indicate that the use of foraging patches near colonies, including glacier fronts, varies annually. The use of distant resource patches ap-pears to be more conducive to maintaining or improving the body condition of breeding adults and may also possibly be prompted by low resource availability near colonies in some years. Glacial fronts in Kongsfjorden promote the aggregation of breeding kittiwakes and structure their movements, highlighting the ecological importance of these fronts for this arctic surface predator. However, depending on the environmental conditions, glacier fronts may not always represent optimal foraging sites to cover the energetic needs of consumers during the breeding season. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Tidewater glacier front, profitability, movement, predictability, black-legged kittiwake.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Bêty, Joël
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Descamps, Sébastien
Information complémentaire :	Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en biologie en vue de l'obtention du grade de Philosophiae doctor (Ph. D.).
Mots-clés :	Mouette tridactyle; Rissa tridactyla; Alimentation; Fronts glaciaires; Fronts thermiques; Svalbard (Norvège); Écologie; Arctique; Phénologie.
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	06 mars 2023 19:38
Dernière modification :	06 mars 2023 19:38
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2088

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